현재 배터리 셀의 일관성이 충분하지 않으므로 다음을 통해 개선해야합니다. 셀 밸런싱. 따라서 셀 밸런싱은 궁극적으로 배터리 셀의 단점을 해결하기 위한 것이며, 이를 보완하기 위한 수단입니다.
목차
셀 밸런싱이란 무엇인가요?
리튬 이온 전원 배터리 팩은 일반적으로 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 개의 단일 셀로 구성됩니다. 리튬 이온 배터리에는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다: 삼원계 리튬 배터리 및 리튬 인산철 배터리. 셀 밸런싱은 직렬 배터리 팩에서 서로 다른 셀에 차동 전류를 사용하는 것을 말합니다.
배터리를 사용하는 동안 셀 밸런싱을 통해 직렬로 연결된 셀을 활성화하고 충전하여 셀의 용량을 최대화하여 각 배터리 장치의 에너지를 사용할 수 있도록 할 수 있습니다.
액티브 셀 밸런싱 및 패시브 셀 밸런싱
셀 밸런싱은 액티브 셀 밸런싱과 패시브 셀 밸런싱으로 나뉩니다. 패시브 셀 밸런싱은 일반적으로 저항 방전을 통해 더 높은 전압으로 배터리를 방전하고 열의 형태로 전력을 방출하며 다른 배터리의 충전 시간을 더 많이 확보합니다. 이러한 방식으로 전체 시스템의 전력은 용량이 가장 적은 배터리에 의해 제한됩니다.
충전 과정에서 리튬 배터리는 일반적으로 충전 상한 보호 전압 값이 있습니다. 특정 배터리 스트링이 이 전압 값에 도달하면 리튬 배터리 보호 보드가 충전 회로를 차단하고 충전을 중지합니다. 충전 전압이 이 값을 초과하는 경우(일반적으로 과충전이라고 함) 리튬 배터리가 타거나 폭발할 수 있습니다.
따라서 패시브 셀 밸런싱의 장점은 저렴한 비용과 간단한 회로 설계입니다. 단점은 가장 낮은 배터리 잔량을 기준으로 셀 밸런싱을 수행하므로 잔량이 적은 배터리의 용량을 늘릴 수 없고, 밸런싱된 전력 중 100%가 열의 형태로 낭비된다는 것입니다. 리튬 배터리 보호 보드에는 일반적으로 배터리가 과충전되는 것을 방지하기 위한 과충전 보호 기능이 있습니다.
액티브 셀 밸런싱은 높은 효율과 낮은 손실로 전력 전송을 통해 균등화됩니다. 제조업체마다 방식이 다르며 이퀄라이징 전류 범위도 1~10A입니다. 현재 시장에 나와 있는 많은 액티브 셀 밸런싱 기술은 미성숙하여 배터리 과방전 및 배터리 감쇠 가속화를 초래합니다.
시중에 나와 있는 대부분의 액티브 셀 밸런싱은 전압 변환 원리를 사용하며, 칩 제조업체의 고가 칩에 의존합니다. 또한 이 방식은 셀 밸런싱 칩 외에도 크기가 크고 비용이 많이 드는 고가의 변압기와 같은 주변 부품이 필요합니다.
패시브 셀 밸런싱은 소용량, 저계열 리튬 배터리 팩 애플리케이션에 적합하고 액티브 셀 밸런싱은 고용량, 대용량 파워 리튬 배터리 팩 애플리케이션에 적합합니다. BMS의 경우 매우 중요한 밸런스 기능 외에도 그 이면의 밸런스 전략이 훨씬 더 중요합니다.
리튬 이온 파워 배터리에 셀 밸런싱이 필요한 이유는 무엇인가요?
셀 사이의 충전 및 방전 횟수가 증가함에 따라 전압 차이가 점차 커집니다.
● 배터리 셀의 생산 과정에서 셀마다 약간의 차이가 있을 수 있습니다. ● 장기간 고속 충전 환경에서 사용하면 셀 간의 전압 차이가 점차 증가합니다. ● 배터리 관리 시스템(BMS)은 파워 배터리의 두뇌이자 손으로서 다양한 데이터를 수집하고 배터리 충전 상태, 상태 및 기타 파라미터를 계산하여 각 배터리 셀의 성능을 평가하고 배터리 셀이 위험한 상황에 처했을 때 적시에 비상 조치를 취하여 차량 주행 안전을 보호하는 제어 로직을 담당합니다. ● BMS는 다양한 데이터를 수집하여 충전 상태를 계산합니다.
소용량 배터리 셀은 실제 배터리 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
● 배터리 스와핑 버전의 전기 자동차 배터리 팩은 직렬로 연결된 여러 개의 리튬 인산철 또는 삼원계 셀로 구성됩니다. 서로 다른 셀의 생산 공정에 약간의 차이가 있기 때문에 고전류를 장기간 사용하는 조건에서 셀의 전압은 필연적으로 점차적으로 달라질 수밖에 없습니다.
● 단판 효과에 따르면 용량이 작은 배터리 셀은 실제 배터리 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리를 사용할 때 용량이 작은 셀이 차단 전압에 가장 먼저 도달하여 과충전 및 과방전을 일으키기 쉽습니다. 이는 사용자 경험에 영향을 미칠 뿐만 아니라 배터리 수명과 안전에도 일정한 영향을 미칩니다.
● 개별 전압 및 용량 등의 차이로 인한 배터리 불균형 현상을 방지하기 위해 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 배터리 밸런싱을 시작해야 합니다.
리튬 인산철 배터리의 특성
● 차량이 장시간 고속 충전 작동 상태에 있으면 배터리 셀 간의 압력 차이가 너무 커져 차량의 순항 범위가 감소합니다.
● 따라서 차량의 배터리 교체 버전이 나올 때마다 EV 배터리 교체 스테이션에서 배터리를 교체하면 배터리 교체 스테이션이 배터리 압력 차이를 테스트하고 유지하여 배터리 전압 차이가 합리적인 범위 내에 있는지 확인하고 배터리 수명을 연장합니다.
일반적으로 셀 밸런싱은 배터리 상태를 변경할 수 있습니다. 셀 밸런싱의 목적은 배터리 각 셀의 상태를 동일한 수준으로 변경하여 배터리의 내구성을 높이는 것입니다. 따라서 셀 밸런싱의 의미는 다음과 같습니다:
● 단일 셀의 일관성을 개선하여 각 단일 셀이 정상적인 사용 중에 동일한 상태를 유지하도록 합니다; ● 배터리 성능 저하를 늦추고 배터리 수명을 연장하세요; ● 개별 배터리의 장기간 과충전 및 과방전으로 인한 열 폭주를 방지하세요.
고속 충전이 배터리에 미치는 영향 및 배터리 스왑의 장점
장시간 고속 충전하면 배터리가 조기 노화될 수 있으며, 심하게 감쇠된 배터리는 배터리 수명이 급격히 줄어들 수 있습니다:
● 높은 순항 범위의 점프는 짧은 거리 내에서 순항 범위가 급격히 감소하는 것으로 나타납니다; ● 중간에 연비가 급상승하고 200km 순항 상태에서 연비가 오르락내리락합니다; ● 주행거리 부족이 심각한 경우 차량의 전원이 꺼지고 시동이 걸리지 않을 수 있습니다.
배터리 교체는 다음과 같은 장점이 있습니다:
● 스왑 스테이션에는 셀 밸런싱을위한 조건이 있습니다. 발전소는 24시간 모니터링되며 충전 과정을 전체적으로 감독하여 배터리의 비정상 정보를 제때 모니터링하고 비정상 배터리를 동결하고 배터리를 균형 잡으며 균형이 완료되고 테스트가 정상일 때까지 배터리를 전송하지 않습니다.
● 셀 밸런싱은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며 비용이 많이 듭니다. 매번 배터리 밸런스를 맞추는 데 많은 시간이 걸립니다. 셀 밸런싱에 문제가 없는 경우 배터리 스와핑 스테이션은 배터리 사용을 계속 추적하고 감지하므로 시간과 노동력이 많이 들고 비용이 많이 듭니다. 배터리 스왑 차량 배터리 밸런싱은 배터리 스왑 스테이션에서 완료됩니다.
안녕하세요, 독자 여러분, 저는 글쓰기에 대한 열정과 배터리 스와핑 업계에 대한 풍부한 경험을 가진 작가라고 자신 있게 소개합니다. 저는 전자공학 학사 학위를 받았으며, 이전에 유명 파워 배터리 회사에서 배터리 엔지니어로 근무하면서 설계부터 운영 구현까지 다양한 오토바이 스와핑 스테이션 프로젝트에 적극적으로 참여하고 주도했습니다.
수년 동안 저는 스와핑 기술, 비즈니스 모델 및 시장 동향을 적극적으로 탐구하고 광범위하게 연구했습니다. 실무 경험을 통해 스테이션 계획, 장비 선정 및 운영 관리의 다양한 측면에 적극적으로 기여하면서 귀중한 통찰력을 축적해 왔습니다.
배터리 스와핑 분야에서 저의 통찰력과 경험을 공유할 수 있기를 간절히 기대하고 있습니다. 저의 글이 빠르게 진화하는 이 산업을 더 잘 이해하고 의사결정에 귀중한 통찰력을 제공하는 데 도움이 될 것이라 믿습니다. 배터리 스와핑의 세계를 함께 탐험하는 흥미진진한 여정을 시작합시다!
리튬 이온 전력 배터리에 셀 밸런싱 적용
셀 밸런싱이란 무엇인가요?
리튬 이온 전원 배터리 팩은 일반적으로 직렬 또는 병렬로 연결된 여러 개의 단일 셀로 구성됩니다. 리튬 이온 배터리에는 두 가지 일반적인 유형이 있습니다: 삼원계 리튬 배터리 및 리튬 인산철 배터리. 셀 밸런싱은 직렬 배터리 팩에서 서로 다른 셀에 차동 전류를 사용하는 것을 말합니다.
배터리를 사용하는 동안 셀 밸런싱을 통해 직렬로 연결된 셀을 활성화하고 충전하여 셀의 용량을 최대화하여 각 배터리 장치의 에너지를 사용할 수 있도록 할 수 있습니다.
액티브 셀 밸런싱 및 패시브 셀 밸런싱
셀 밸런싱은 액티브 셀 밸런싱과 패시브 셀 밸런싱으로 나뉩니다. 패시브 셀 밸런싱은 일반적으로 저항 방전을 통해 더 높은 전압으로 배터리를 방전하고 열의 형태로 전력을 방출하며 다른 배터리의 충전 시간을 더 많이 확보합니다. 이러한 방식으로 전체 시스템의 전력은 용량이 가장 적은 배터리에 의해 제한됩니다.
충전 과정에서 리튬 배터리는 일반적으로 충전 상한 보호 전압 값이 있습니다. 특정 배터리 스트링이 이 전압 값에 도달하면 리튬 배터리 보호 보드가 충전 회로를 차단하고 충전을 중지합니다. 충전 전압이 이 값을 초과하는 경우(일반적으로 과충전이라고 함) 리튬 배터리가 타거나 폭발할 수 있습니다.
따라서 패시브 셀 밸런싱의 장점은 저렴한 비용과 간단한 회로 설계입니다. 단점은 가장 낮은 배터리 잔량을 기준으로 셀 밸런싱을 수행하므로 잔량이 적은 배터리의 용량을 늘릴 수 없고, 밸런싱된 전력 중 100%가 열의 형태로 낭비된다는 것입니다. 리튬 배터리 보호 보드에는 일반적으로 배터리가 과충전되는 것을 방지하기 위한 과충전 보호 기능이 있습니다.
액티브 셀 밸런싱은 높은 효율과 낮은 손실로 전력 전송을 통해 균등화됩니다. 제조업체마다 방식이 다르며 이퀄라이징 전류 범위도 1~10A입니다. 현재 시장에 나와 있는 많은 액티브 셀 밸런싱 기술은 미성숙하여 배터리 과방전 및 배터리 감쇠 가속화를 초래합니다.
시중에 나와 있는 대부분의 액티브 셀 밸런싱은 전압 변환 원리를 사용하며, 칩 제조업체의 고가 칩에 의존합니다. 또한 이 방식은 셀 밸런싱 칩 외에도 크기가 크고 비용이 많이 드는 고가의 변압기와 같은 주변 부품이 필요합니다.
패시브 셀 밸런싱은 소용량, 저계열 리튬 배터리 팩 애플리케이션에 적합하고 액티브 셀 밸런싱은 고용량, 대용량 파워 리튬 배터리 팩 애플리케이션에 적합합니다. BMS의 경우 매우 중요한 밸런스 기능 외에도 그 이면의 밸런스 전략이 훨씬 더 중요합니다.
리튬 이온 파워 배터리에 셀 밸런싱이 필요한 이유는 무엇인가요?
셀 사이의 충전 및 방전 횟수가 증가함에 따라 전압 차이가 점차 커집니다.
● 배터리 셀의 생산 과정에서 셀마다 약간의 차이가 있을 수 있습니다.
● 장기간 고속 충전 환경에서 사용하면 셀 간의 전압 차이가 점차 증가합니다.
● 배터리 관리 시스템(BMS)은 파워 배터리의 두뇌이자 손으로서 다양한 데이터를 수집하고 배터리 충전 상태, 상태 및 기타 파라미터를 계산하여 각 배터리 셀의 성능을 평가하고 배터리 셀이 위험한 상황에 처했을 때 적시에 비상 조치를 취하여 차량 주행 안전을 보호하는 제어 로직을 담당합니다.
● BMS는 다양한 데이터를 수집하여 충전 상태를 계산합니다.
소용량 배터리 셀은 실제 배터리 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
● 배터리 스와핑 버전의 전기 자동차 배터리 팩은 직렬로 연결된 여러 개의 리튬 인산철 또는 삼원계 셀로 구성됩니다. 서로 다른 셀의 생산 공정에 약간의 차이가 있기 때문에 고전류를 장기간 사용하는 조건에서 셀의 전압은 필연적으로 점차적으로 달라질 수밖에 없습니다.
● 단판 효과에 따르면 용량이 작은 배터리 셀은 실제 배터리 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리를 사용할 때 용량이 작은 셀이 차단 전압에 가장 먼저 도달하여 과충전 및 과방전을 일으키기 쉽습니다. 이는 사용자 경험에 영향을 미칠 뿐만 아니라 배터리 수명과 안전에도 일정한 영향을 미칩니다.
● 개별 전압 및 용량 등의 차이로 인한 배터리 불균형 현상을 방지하기 위해 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 배터리 밸런싱을 시작해야 합니다.
리튬 인산철 배터리의 특성
● 차량이 장시간 고속 충전 작동 상태에 있으면 배터리 셀 간의 압력 차이가 너무 커져 차량의 순항 범위가 감소합니다.
● 따라서 차량의 배터리 교체 버전이 나올 때마다 EV 배터리 교체 스테이션에서 배터리를 교체하면 배터리 교체 스테이션이 배터리 압력 차이를 테스트하고 유지하여 배터리 전압 차이가 합리적인 범위 내에 있는지 확인하고 배터리 수명을 연장합니다.
일반적으로 셀 밸런싱은 배터리 상태를 변경할 수 있습니다. 셀 밸런싱의 목적은 배터리 각 셀의 상태를 동일한 수준으로 변경하여 배터리의 내구성을 높이는 것입니다. 따라서 셀 밸런싱의 의미는 다음과 같습니다:
● 단일 셀의 일관성을 개선하여 각 단일 셀이 정상적인 사용 중에 동일한 상태를 유지하도록 합니다;
● 배터리 성능 저하를 늦추고 배터리 수명을 연장하세요;
● 개별 배터리의 장기간 과충전 및 과방전으로 인한 열 폭주를 방지하세요.
고속 충전이 배터리에 미치는 영향 및 배터리 스왑의 장점
장시간 고속 충전하면 배터리가 조기 노화될 수 있으며, 심하게 감쇠된 배터리는 배터리 수명이 급격히 줄어들 수 있습니다:
● 높은 순항 범위의 점프는 짧은 거리 내에서 순항 범위가 급격히 감소하는 것으로 나타납니다;
● 중간에 연비가 급상승하고 200km 순항 상태에서 연비가 오르락내리락합니다;
● 주행거리 부족이 심각한 경우 차량의 전원이 꺼지고 시동이 걸리지 않을 수 있습니다.
배터리 교체는 다음과 같은 장점이 있습니다:
● 스왑 스테이션에는 셀 밸런싱을위한 조건이 있습니다. 발전소는 24시간 모니터링되며 충전 과정을 전체적으로 감독하여 배터리의 비정상 정보를 제때 모니터링하고 비정상 배터리를 동결하고 배터리를 균형 잡으며 균형이 완료되고 테스트가 정상일 때까지 배터리를 전송하지 않습니다.
● 셀 밸런싱은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이며 비용이 많이 듭니다. 매번 배터리 밸런스를 맞추는 데 많은 시간이 걸립니다. 셀 밸런싱에 문제가 없는 경우 배터리 스와핑 스테이션은 배터리 사용을 계속 추적하고 감지하므로 시간과 노동력이 많이 들고 비용이 많이 듭니다. 배터리 스왑 차량 배터리 밸런싱은 배터리 스왑 스테이션에서 완료됩니다.
● 차량을 정상적으로 사용하면 더 높은 품질의 배터리 서비스 성능을 누릴 수 있습니다.
배터리 셀과 관련된 자세한 내용은 다음을 참조하세요. 프리즘 셀, 수소 연료 전지, NMC 셀 전압.